能源是人类生存和发展的基础,人类的祖先在几十万年前就知道利用

能源是人类生存和发展的基础,人类的祖先在几十万年前就知道利用燃烧枯枝来烧煮食物和取暖,后来人们逐渐学会了使用矿物(煤、天然气、石油等)能源,最后又学会了使用核能、地热等新能源,煤、石油、天然气是我国目前普遍使用的能源。

(1)煤、石油、天然气各自的主要成分依次用C、CnH2n+2和CH4为代表,若燃烧相同质量的煤、石油、天然气时对环境造成的负面影响(产生温室效应)最小的是什么。

(2)氢气被公认为21世纪最理想的能源,1 mol H2燃烧时放热为285.8 kJ,而每千克汽油燃烧时约放热为4 600 kJ,试简述氢气作为能源的三个主要优点是什么?

(3)联系以前学过的知识请你设计一个未来制取H2并用作新能源的可行方案。

(4)在做完上题以后,张智忽然想到:自家原先使用液化石油气(主要成分为C4H10)作为燃料烧煮食物,现要改用天然气但还想利用原来的灶具,则灶具应作何改进?请你帮他想办法,写出你的思路(千万不能自己调动,危险!)。

答案

解析:若燃烧相同质量的煤、石油、天然气时对环境造成负面影响最小,需满足C的质量分数最小,故为CH4。由CH4和C4H10完全燃烧的方程式可知,燃烧相同物质的量的CH4和C4H10,CH4消耗的O2少,所以应采取的措施为调节喷嘴,减少空气的进气量及增大燃料的进气量。氢气作为能源的三大优点即可再生,燃烧产物无污染;来源丰富;单位质量的H2燃烧时放热多。设计、制H2可行方案,可联想电解水反应,同时改变一下条件。灶具改进可简单通过调节喷嘴的方式。

答案:(1)天然气

(2)可再生;燃烧产物无污染;来源丰富;单位质量的H2燃烧时放热多

(3)2H2O2H2↑+O2↑(条件可写为光能、高温、催化剂)。

(4)调节喷嘴,减少空气的进气量及增大燃料的进气量。


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